阿爾伯特·愛因斯坦(猶太裔物理學(xué)家,提出光量子假說,解決了光電效應(yīng)問題)
阿爾伯特·愛因斯坦(德語/英語:Albert Einstein;1879年3月14日—1955年4月18日),出生于德國巴登-符騰堡州烏爾姆市,美國和瑞士雙國籍的猶太裔物理學(xué)家。
愛因斯坦出生于德國烏爾姆市的一個猶太人家庭(父母均為猶太人)。1900年畢業(yè)于瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院,入瑞士國籍。1905年,愛因斯坦獲蘇黎世大學(xué)物理學(xué)博士學(xué)位,并提出光子假設(shè)、成功解釋了光電效應(yīng)(因此獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎);同年創(chuàng)立狹義相對論,1915年創(chuàng)立廣義相對論,1933年移居美國,在普林斯頓高等研究院任職,1940年加入美國國籍同時保留瑞士國籍,1955年4月18日,愛因斯坦于美國新澤西州普林斯頓逝世,享年76歲。
1999年12月,愛因斯坦被美國《時代周刊》評選為20世紀(jì)的“世紀(jì)偉人(Person of the Century)”。
愛因斯坦的理論為核能的開發(fā)奠定了理論基礎(chǔ),為幫助對抗納粹,他曾在利奧·西拉德等人的協(xié)助下曾致信美國總統(tǒng)富蘭克林·羅斯福,直接促成了曼哈頓計劃的啟動,而二戰(zhàn)后他積極倡導(dǎo)和平、反對使用核武器,并簽署了《羅素—愛因斯坦宣言》。愛因斯坦開創(chuàng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)新紀(jì)元,被公認(rèn)為是繼伽利略、牛頓之后最偉大的物理學(xué)家,也是批判學(xué)派科學(xué)哲學(xué)思想之集大成者和發(fā)揚(yáng)光大者。
人物生平
早年生活
1879年3月14日,愛因斯坦出生在德國烏爾姆市(Ulm,Baden-Württemberg,German )班霍夫街135號?。父母都是猶太人。
1880年,愛因斯坦隨父母遷居慕尼黑。
1888年,阿爾伯特·愛因斯坦入路易波爾德高級中學(xué)學(xué)習(xí)。在學(xué)校受宗教教育,接受了受戒儀式,弗里德曼是指導(dǎo)老師。
1889年,在醫(yī)科大學(xué)生塔爾梅引導(dǎo)下,讀通俗科學(xué)讀物和哲學(xué)著作。
1891年,愛因斯坦自學(xué)歐幾里得幾何,對數(shù)學(xué)感到狂熱的喜愛,同時開始自學(xué)高等數(shù)學(xué)。
1892年,愛因斯坦開始讀伊曼努爾·康德的著作。
1894年,愛因斯坦一家人移居意大利米蘭。
1895年,愛因斯坦自學(xué)完微積分。同年,愛因斯坦在瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的入學(xué)考試失敗。愛因斯坦開始思考當(dāng)一個人以光速運(yùn)動時會看到什么現(xiàn)象。對經(jīng)典理論的內(nèi)在矛盾產(chǎn)生困惑。
1896年,愛因斯坦獲阿勞州立中學(xué)畢業(yè)證書。10月29日,愛因斯坦遷居蘇黎世并在瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院就讀。
1899年10月19日,愛因斯坦正式申請瑞士公民權(quán)。
1900年8月,愛因斯坦畢業(yè)于蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)?;12月完成論文《由毛細(xì)管現(xiàn)象得到的推論》,次年發(fā)表在德國萊比錫《物理年鑒》期刊上并加入瑞士國籍。
1901年3月21日,愛因斯坦正式取得瑞士國籍。在這一年5到7月完成電勢差的熱力學(xué)理論的論文。?
1902年6月16日,愛因斯坦被瑞士伯爾尼專利局雇傭。1903年,他與大學(xué)同學(xué)米列娃·瑪麗克結(jié)婚。他們結(jié)婚前就已經(jīng)有了一個女兒。
1904年9月,愛因斯坦由專利局的試用人員轉(zhuǎn)為正式三級技術(shù)員。
1905年3月,愛因斯坦發(fā)表“量子論”,提出光量子假說,解決了光電效應(yīng)問題。4月向蘇黎世大學(xué)提出論文《分子大小的新測定法》,取得博士學(xué)位。5月完成論文《論動體的電動力學(xué)》,獨(dú)立而完整地提出狹義相對性原理,開創(chuàng)物理學(xué)的新紀(jì)元。這一年因此被稱為“愛因斯坦奇跡年”。
1906年4月,愛因斯坦晉升為專利局二級技術(shù)員。11月完成固體比熱的論文,這是關(guān)于固體的量子論的第一篇論文。
1907年升職為專利局一級技術(shù)員。1908年10月,愛因斯坦兼任伯爾尼大學(xué)編外講師。
1909年10月,愛因斯坦離開伯爾尼專利局,任理論物理學(xué)副教授?。1910年10月,愛因斯坦完成關(guān)于臨界乳光的論文。
1911年,愛因斯坦從瑞士遷居到捷克布拉格。1912年,愛因斯坦提出“光化當(dāng)量”定律。
1913年,愛因斯坦重返德國,任柏林威廉皇帝物理研究所長和柏林洪堡大學(xué)教授,并當(dāng)選為普魯士科學(xué)院院士。
柏林歲月
1914年4月,愛因斯坦接受德國科學(xué)界的邀請,遷居到柏林?。8月,即爆發(fā)了第一次世界大戰(zhàn)。他雖身居戰(zhàn)爭的發(fā)源地。生活在戰(zhàn)爭鼓吹者的包圍之中,卻堅決地表明了自己的反戰(zhàn)態(tài)度。9月,愛因斯坦參與發(fā)起反戰(zhàn)團(tuán)體“新祖國同盟”,在這個組織被宣布為非法、成員大批遭受逮捕和迫害而轉(zhuǎn)入地下的情況下,愛因斯坦仍堅決參加這個組織的秘密活動。10月,德國的科學(xué)界和文化界在軍國主義分子的操縱和煽動下,發(fā)表了“文明世界的宣言”,為德國發(fā)動的侵略戰(zhàn)爭辯護(hù),鼓吹德國高于一切,全世界都應(yīng)該接受“真正德國精神”。在“宣言”上簽名的有九十三人,都是當(dāng)時德國有聲望的科學(xué)家、藝術(shù)家和牧師等。就連能斯脫、倫琴、奧斯特瓦爾德、普朗克等都在上面簽了字。當(dāng)征求愛因斯坦簽名時,他斷然拒絕了,而同時他卻毅然在反戰(zhàn)的《告歐洲人書》上簽上自己的名字。
1915年11月,愛因斯坦提出廣義相對論引力方程的完整形式,并且成功地解釋了水星近日點(diǎn)運(yùn)動。
1916年3月,愛因斯坦完成總結(jié)性論文《廣義相對論的基礎(chǔ)》。5月,愛因斯坦又提出宇宙空間有限無界的假說。8月,完成《關(guān)于輻射的量子理論》,總結(jié)量子論的發(fā)展,提出受激輻射理論。
1917年初,愛因斯坦患有許多疾病(包括肝病和胃潰瘍)。他的堂兄埃爾莎照顧他。這將持續(xù)幾年,直到他完全康復(fù)。他寫了一篇關(guān)于宇宙學(xué)的著作,其宇宙學(xué)術(shù)語將保證一個有限的宇宙。他后來將把這個宇宙學(xué)術(shù)語稱為他的“最大的白癡”。10月1日,他接管了德皇·威廉物理研究所的管理工作。
1919年,愛因斯坦與米列娃離婚,同年,與表姐愛爾莎結(jié)婚。
物理巨匠
1921年,愛因斯坦因光電效應(yīng)研究而獲得諾貝爾物理學(xué)獎,他的研究推動了量子力學(xué)的發(fā)展?。1月,訪問布拉格和維也納。同年1月27日在普魯士科學(xué)院作《幾何學(xué)和經(jīng)驗》的報告。2月,去荷蘭阿姆斯特丹參加國際工聯(lián)會議。4月5日至5月30日,為了給以色列耶路撒冷的希伯來大學(xué)的創(chuàng)建籌集資金,同魏茨曼一起首次訪問美國。在哥倫比亞大學(xué)獲巴納德勛章。在白宮受哈丁總統(tǒng)接見。在訪問芝加哥、波士頓和普林斯頓期間,就相對論進(jìn)行了4次講學(xué)。6月,訪問英國,拜謁了牛頓墓地。
1922年1月,完成關(guān)于統(tǒng)一場論的第一篇論文。3—4月訪問法國,努力促使法德關(guān)系正?;0l(fā)表批判馬赫哲學(xué)的談話。4月,參加國際聯(lián)盟知識界合作委員會。7月,受到被謀殺的威脅,暫離柏林。沿途訪問科倫坡、新加坡、中國香港和上海。
1922年11月9日,在從日本到上海的途中,愛因斯坦通過電報知道被授予1921年諾貝爾物理學(xué)獎。
1923年2月2日,愛因斯坦從日本返回途中,到巴勒斯坦訪問,逗留12天。
1923年2月8日,成為以色列特拉維夫市的第一個名譽(yù)公民。從巴勒斯坦返回德國途中,訪問了西班牙。3月,愛因斯坦對國聯(lián)的能力大失所望,向國聯(lián)提出辭職。6—7月,幫助創(chuàng)建“新俄朋友協(xié)會”,并成為其執(zhí)行委員會委員。7月,到哥德堡接受1921年度諾貝爾獎金。并講演相對論,作為對得到諾貝爾獎金的感謝。12月,第一次推測量子效應(yīng)可能來自過度約束的廣義相對論場方程。
參與反戰(zhàn)
1924年,愛因斯坦加入柏林的猶太組織,并成為繳納會費(fèi)的會員。12月,取得最后一個重大發(fā)現(xiàn),從統(tǒng)計漲落的分析中得出一個波和物質(zhì)締合的獨(dú)立的論證。此時,還發(fā)現(xiàn)了玻色—愛因斯坦凝聚態(tài)。
1925年,愛因斯坦受聘為德蘇合作團(tuán)體“東方文化技術(shù)協(xié)會”理事。5月到6月,愛因斯坦去南美洲訪問。與甘地和其他人一起,在拒絕服兵役的聲明上簽字。接受科普列獎?wù)?。為希伯來大學(xué)的董事會工作。發(fā)表《非歐幾里得幾何和物理學(xué)》。
1926年,愛因斯坦同海森堡討論關(guān)于量子力學(xué)的哲學(xué)問題。接受“皇家天文學(xué)家”的金質(zhì)獎?wù)?。接受為蘇聯(lián)科學(xué)院院士。
1927年2月,愛因斯坦在巴比塞起草的反法西斯宣言上簽名。參加國際反帝大同盟,被選為名譽(yù)主席。10月參加第五屆布魯塞爾索爾維物理討論會,開始同哥本哈根學(xué)派就量子力學(xué)的解釋問題進(jìn)行激烈論戰(zhàn)。發(fā)表《牛頓力學(xué)及其對理論物理學(xué)發(fā)展的影響》。
1928年1月,被選為“德國人權(quán)同盟”(前身為德國“新祖國同盟”)理事。春,由于身體過度勞累,健康欠佳,到瑞士達(dá)沃斯療養(yǎng),并為青年講學(xué)。發(fā)表《物理學(xué)的基本概念至其最近的變化》。4月,海倫·杜卡斯開始到愛因斯坦家擔(dān)任終生的私人秘書。
1929年2月,發(fā)表《統(tǒng)一場論》。3月,愛因斯坦度過了50歲的生日,躲到郊外以避免生日慶祝會。第一次訪問比利時皇室,與伊麗莎白女王結(jié)下友誼,直到去世之前一直與比利時女王通信,獲普朗克獎?wù)隆?月,愛因斯坦同法國數(shù)學(xué)家阿達(dá)馬進(jìn)行關(guān)于戰(zhàn)爭與和平問題的爭論,堅持無條件地反對一切戰(zhàn)爭。
1930年,愛因斯坦因不滿國際聯(lián)盟在改善國際關(guān)系上的無所作為,提出辭職。5月,在“國際婦女和平與自由同盟”的世界裁軍聲明上簽字。7月,同泰戈爾爭論真理的客觀性問題。12月11日到次年3月4日,愛因斯坦第一次到美國訪問,主要在加州理工學(xué)院。12月13日,沃克市長向愛因斯坦贈送紐約市的金鑰匙。12月19日到20日,愛因斯坦訪問古巴。發(fā)表《我的世界觀》、《宗教和科學(xué)》等文章。
1931年3月,愛因斯坦從美國回柏林。5月,愛因斯坦訪問英國,在牛津大學(xué)講學(xué)。11月,號召各國對日本經(jīng)濟(jì)封鎖,以制止其對中國的軍事侵略。12月,愛因斯坦再度去加利福尼亞講學(xué)。為參加1932年國際裁軍會議,特地發(fā)表了一系列文章和演講。發(fā)表《麥克斯韋對物理實在觀念發(fā)展的影響》。
移民美國
1932年2月,對于德國和平主義者奧西茨基被定為叛國罪,愛因斯坦在帕莎第納提出抗議。3月,愛因斯坦從美國回柏林。5月,愛因斯坦去英國劍橋大學(xué)和牛津大學(xué)講學(xué),后趕到瑞士日內(nèi)瓦列席裁軍會議,感到極端失望。6月,愛因斯坦同墨菲作關(guān)于因果性問題的談話。7月,愛因斯坦與心理學(xué)家弗洛伊德通信,討論戰(zhàn)爭的心理問題。號召德國人民起來保衛(wèi)魏瑪共和國,全力反對法西斯。12月10日,愛因斯坦和妻子離開德國去美國。原來打算訪問美國,然而,他們從此再也沒有踏上德國的領(lǐng)土。
1933年,德國納粹政府查抄他在柏林的寓所,焚毀其書籍,沒收其財產(chǎn),并懸賞十萬馬克索取他的人頭。他當(dāng)時在美國新澤西州的普林斯頓高等研究院(與普林斯頓大學(xué)無關(guān))任職,之后便決定不返回德國,并于1940年加入美國國籍同時保留瑞士國籍。
1934年,愛因斯坦文集《我的世界觀》由其繼女婿魯?shù)婪颉P澤爾編輯出版。1935年5月到百慕大作短期旅行。在百慕大正式申請永遠(yuǎn)在美國居住。這也是他最后一次離開美國,同年獲富蘭克林獎?wù)拢c波多耳斯基和羅森合作,發(fā)表向哥本哈根學(xué)派挑戰(zhàn)的論文,宣稱量子力學(xué)對實在的描述是不完備的。為使諾貝爾和平獎贈予關(guān)在納粹集中營中的奧西茨基而奔走。
1936愛因斯坦開始同英費(fèi)爾德和霍夫曼合作研究廣義相對論的運(yùn)動問題。12月20日,妻艾爾莎病故。發(fā)表《物理學(xué)和實在》、《論教育》。
1937年3月—9月,愛因斯坦參加由英費(fèi)爾德執(zhí)筆的通俗冊子《物理學(xué)的進(jìn)化》的編寫工作。3月,聲援中國“七君子”。6月,同英費(fèi)爾德和霍夫曼合作完成論文《引力方程和運(yùn)動問題》,從廣義相對論的場方程推導(dǎo)出運(yùn)動方程,進(jìn)一步揭示了時空、物質(zhì)和運(yùn)動的統(tǒng)一。這是廣義相對論的重大發(fā)展,也是愛因斯坦在科學(xué)創(chuàng)造上的最后一項重大成就。
1938年愛因斯坦同柏格曼合寫論文《卡魯查電學(xué)理論的推廣》。
世界享譽(yù)
1939年8月2日,愛因斯坦在利奧·西拉德等人的協(xié)助下致信美國總統(tǒng)富蘭克林·羅斯福(史稱“愛因斯坦—西拉德之信”),建議美國抓緊原子能研究、防止納粹德國搶先掌握原子彈,這直接促成了美國曼哈頓計劃的啟動。妹妹瑪雅從歐洲來美,在愛因斯坦家長期住下來。
1940年5月15日,愛因斯坦發(fā)表《關(guān)于理論物理學(xué)基礎(chǔ)的考查》。5月22日,致電羅斯福,反對美國的中立政策。10月1日,取得美國國籍。同年愛因斯坦寫了一篇著名論文,為他的這一命題進(jìn)行辯護(hù),即“我不信仰一個人格化的神”。
1941年愛因斯坦發(fā)表《科學(xué)和宗教》等文章。1942年10月,愛因斯坦在猶太人援蘇集會上熱烈贊揚(yáng)蘇聯(lián)各方面的成就。
1943年5月,愛因斯坦作為科學(xué)顧問參與美國海軍部工作。
1944年為支持反法西斯戰(zhàn)爭,愛因斯坦以600萬美元拍賣1905年狹義相對論論文手稿。發(fā)表對羅素的認(rèn)識論的評論。12月,同斯特恩、玻爾討論原子武器和戰(zhàn)后和平問題,聽從玻爾勸告,暫時保持沉默。
1945年3月,愛因斯坦同利奧·西拉德討論原子軍備的危險性,寫信介紹西拉德去見羅斯福,未果。4月,從高等學(xué)術(shù)研究院退休(事實上依然繼續(xù)照常工作)。9月,連續(xù)發(fā)表一系列關(guān)于原子戰(zhàn)爭和世界政府的言論。
1946年5月,愛因斯坦發(fā)起組織“原子科學(xué)家非常委員會”,擔(dān)任主席。5月,接受林肯大學(xué)(黑人學(xué)校)名譽(yù)博士學(xué)位。寫長篇《自述》,回顧一生在科學(xué)上探索的道路。5月,妹妹瑪雅因中風(fēng)而癱瘓,以后每夜念書給她聽。10月,給聯(lián)合國大會寫公開信,敦促建立世界政府。
1947年,愛因斯坦繼續(xù)發(fā)表大量關(guān)于世界政府的言論。9月,愛因斯坦發(fā)表公開信,建議把聯(lián)合國改組為世界政府。
1948年4月,愛因斯坦同天文學(xué)家夏普林利合作,全力反對美國準(zhǔn)備對蘇聯(lián)進(jìn)行“預(yù)防性戰(zhàn)爭”。抗議美國進(jìn)行普遍軍事訓(xùn)練。同年發(fā)表《量子力學(xué)和實在》,前妻米列娃在瑞士蘇黎世病故。12月,作剖腹手術(shù),在腹部主動脈里發(fā)現(xiàn)一個大動脈瘤。
1949年1月13日,愛因斯坦出院。1月,寫《對批評的回答》,對哥本哈根學(xué)派在文集《阿爾伯特·愛因斯坦:哲學(xué)家—科學(xué)家》中的批判進(jìn)行反批判。11月,“原子科學(xué)家非常委員會”停止活動。
1950年2月13日,發(fā)表電視演講,反對美國制造氫彈。3月18日,在遺囑上簽字蓋章。內(nèi)森博士被指名為遺囑執(zhí)行人。遺產(chǎn)由內(nèi)森博士和杜卡斯共同托管。信件和手稿的最終貯藏所是希伯來大學(xué)。其他條款當(dāng)中還有:小提琴贈給孫子伯恩哈德·凱撒·愛因斯坦。?4月,發(fā)表《關(guān)于廣義引力論》。《晚年集》出版。
1951年,愛因斯坦連續(xù)發(fā)表文章和信件,指出美國的擴(kuò)軍備戰(zhàn)政策是世界和平的嚴(yán)重障礙。6月,愛因斯坦的妹妹瑪雅在長期癱瘓后去世。9月,“原子能科學(xué)家非常委員會”解散。
1952年,愛因斯坦發(fā)表《相對論和空間問題》、《關(guān)于一些基本概論的緒論》。11月,以色列第1任總統(tǒng)哈伊姆·魏茨曼去世后,以色列政府請他擔(dān)任第2任總統(tǒng),被拒絕。
1953年4月3日,愛因斯坦給伯爾尼時代的舊友寫《奧林匹亞科學(xué)院頌詞》,緬懷青年時代的生活。5月16日,給受迫害的教師弗勞恩格拉斯寫回信,號召美國知識分子起來堅決抵抗法西斯迫害,引起巨大反響。為紀(jì)念玻恩退休,發(fā)表關(guān)于量子力學(xué)解釋的論文,由此引起兩人之間的激烈爭論。發(fā)表《〈空間概念〉序》。
晚年患病
1954年3月,愛因斯坦過了75歲的生日,通過“爭取公民自由非常委員會”,號召美國人民起來同法西斯勢力作斗爭。3月,愛因斯坦被美國參議員麥卡錫公開斥責(zé)為“美國的敵人”。5月,愛因斯坦發(fā)表聲明,抗議對奧本海默的政治迫害。秋,因患溶血性貧血癥臥床數(shù)日。11月18日,愛因斯坦在《記者》雜志上發(fā)表聲明,不愿在美國做科學(xué)家,而寧愿做一個工匠或小販并完成《非對稱的相對論性理論》。
1955年2月,愛因斯坦同社會學(xué)家伯特蘭·羅素通信討論和平宣言問題、反對使用核武器,并簽署了《羅素—愛因斯坦宣言》。3月,愛因斯坦著述《自述片斷》,回憶青年時代的學(xué)習(xí)和科學(xué)探索的道路。4月3日,愛因斯坦同科恩談?wù)撽P(guān)于科學(xué)史等問題。4月5日,駁斥美國法西斯分子給他扣上“顛覆分子”帽子。4月11日,在宣言上簽名。4月13日,在草擬一篇電視講話稿時發(fā)生嚴(yán)重腹痛,后診斷為動脈出血。4月15日進(jìn)普林斯頓醫(yī)院。
1955年4月18日,愛因斯坦被診斷出患有主動脈瘤,當(dāng)日午夜在睡夢中因主動脈瘤破裂引發(fā)的腦溢血逝世于普林斯頓,享年76歲。一位名叫托馬斯·哈維的醫(yī)生借解剖愛因斯坦遺體的機(jī)會,背著愛因斯坦的家人“悄悄”地取走了愛因斯坦的大腦和眼球。這位病理醫(yī)生希望未來神經(jīng)科學(xué)界能夠研究愛因斯坦的大腦,以發(fā)現(xiàn)愛因斯坦聰明的原因。
為遵照愛因斯坦的遺囑,他死后并沒有舉行任何喪禮,也不筑墳?zāi)?,不立紀(jì)念碑,遺體便依照遺囑被火化了,骨灰撒在永遠(yuǎn)保密的地方,目的是不會令埋葬他的地方成為圣地。
主要影響
科學(xué)成就
狹義相對論
早在16歲時,愛因斯坦就從書本上了解到光是以很快速度前進(jìn)的電磁波,與此相聯(lián)系,他非常想探討與光波有關(guān)的所謂以太的問題?。“以太”這個名詞源于希臘,用以代表組成天上物體的基本元素。17世紀(jì)的笛卡爾和其后的克里斯蒂安·惠更斯首創(chuàng)并發(fā)展了以太學(xué)說,認(rèn)為以太就是光波傳播的媒介,它充滿了包括真空在內(nèi)的全部空間,并能滲透到物質(zhì)中。與以太說不同,牛頓提出了光的微粒說。牛頓認(rèn)為,發(fā)光體發(fā)射出的是以直線運(yùn)動的微粒粒子流,粒子流沖擊視網(wǎng)膜就引起視覺。18世紀(jì)牛頓的微粒說占了上風(fēng),19世紀(jì),光是波動說占了絕對優(yōu)勢。以太的學(xué)說也大大發(fā)展:波的傳播需要媒質(zhì),光在真空中傳播的媒質(zhì)就是以太,也叫光以太。與此同時,電磁學(xué)得到了蓬勃發(fā)展,經(jīng)過麥克斯韋、赫茲等人的努力,形成了成熟的電磁現(xiàn)象的動力學(xué)理論——電動力學(xué),并從理論與實踐上證明光就是一定頻率范圍內(nèi)的電磁波,從而統(tǒng)一了光的波動理論與電磁理論。以太不僅是光波的載體,也成了電磁場的載體。直到19世紀(jì)末,人們企圖尋找以太,然而從未在實驗中發(fā)現(xiàn)以太,相反,邁克耳遜莫雷實驗卻發(fā)現(xiàn)以太不太可能存在。
電磁學(xué)的發(fā)展最初也是納入牛頓力學(xué)的框架,但在解釋運(yùn)動物體的電磁過程時卻發(fā)現(xiàn),與牛頓力學(xué)所遵從的相對性原理不一致。按照麥克斯韋理論,真空中電磁波的速度,也就是光的速度是一個恒量;然而按照牛頓力學(xué)的速度加法原理,不同慣性系的光速不同。例如,兩輛汽車,一輛向你駛近,一輛駛離。你看到前一輛車的燈向你靠近,后一輛車的燈遠(yuǎn)離。根據(jù)伽利略理論,向你駛來的車將發(fā)出速度大于c(真空光速3.0x10^8m/s)的光,即前車發(fā)出的光的速度=光速+車速;而駛離車發(fā)出的光的速度小于c,即后車發(fā)出的光的速度=光速-車速。但按照麥克斯韋理論,這兩種光的速度相同,因為在麥克斯韋的理論中,車的速度有無并不影響光的傳播,說白了不管車子怎樣,光速等于c。
愛因斯坦似乎就是那個將構(gòu)建嶄新的物理學(xué)大廈的人。愛因斯坦認(rèn)真研究了麥克斯韋電磁理論,特別是經(jīng)過赫茲和洛倫茲發(fā)展和闡述的電動力學(xué)。愛因斯坦堅信電磁理論是完全正確的,但是有一個問題使他不安,這就是絕對參照系以太的存在。他閱讀了許多著作發(fā)現(xiàn),所有人試圖證明以太存在的試驗都是失敗的。經(jīng)過研究愛因斯坦發(fā)現(xiàn),除了作為絕對參照系和電磁場的荷載物外,以太在洛倫茲理論中已經(jīng)沒有實際意義。
愛因斯坦喜歡閱讀哲學(xué)著作,并從哲學(xué)中吸收思想營養(yǎng),他相信世界的統(tǒng)一性和邏輯的一致性。在“奧林匹亞科學(xué)院”時期大衛(wèi)·休謨(David Hume)對因果律的普遍有效性產(chǎn)生的懷疑,對愛因斯坦產(chǎn)生了影響。相對性原理已經(jīng)在力學(xué)中被廣泛證明,但在電動力學(xué)中無法成立,對于物理學(xué)這兩個理論體系在邏輯上的不一致,愛因斯坦提出了懷疑。他認(rèn)為,相對性原理應(yīng)該普遍成立,因此電磁理論對于各個慣性系應(yīng)該具有同樣的形式,但在這里出現(xiàn)了光速的問題。光速是不變的量還是可變的量,成為相對性原理是否普遍成立的首要問題。當(dāng)時的物理學(xué)家一般都相信以太,也就是相信存在著絕對參照系,這是受到牛頓的絕對空間概念的影響。19世紀(jì)末,馬赫在所著的《發(fā)展中的力學(xué)》中,批判了牛頓的絕對時空觀,這給愛因斯坦留下了深刻的印象。1905年5月的一天,愛因斯坦與一個朋友貝索討論這個已探索了十年的問題,貝索按照馬赫主義的觀點(diǎn)闡述了自己的看法,兩人討論了很久。突然,愛因斯坦領(lǐng)悟到了什么,回到家經(jīng)過反復(fù)思考,終于想明白了問題:時間沒有絕對的定義,時間與光信號的速度有一種不可分割的聯(lián)系。他找到了開鎖的鑰匙,經(jīng)過五個星期的努力工作,愛因斯坦把狹義相對論呈現(xiàn)在人們面前。
1905年6月30日,德國《物理學(xué)年鑒》接受了愛因斯坦的論文《論動體的電動力學(xué)》,在同年9月的該刊上發(fā)表。這篇論文是關(guān)于狹義相對論的第一篇文章,它包含了狹義相對論的基本思想和基本內(nèi)容。狹義相對論所根據(jù)的是兩條原理:相對性原理和光速不變原理。愛因斯坦解決問題的出發(fā)點(diǎn),是他堅信相對性原理。伽利略最早闡明過相對性原理的思想,但他沒有對時間和空間給出過明確的定義。牛頓建立力學(xué)體系時也講了相對性思想,但又定義了絕對空間、絕對時間和絕對運(yùn)動,在這個問題上他是矛盾的。而愛因斯坦大大發(fā)展了相對性原理,在他看來,根本不存在絕對靜止的空間,同樣不存在絕對同一的時間,所有時間和空間都是和運(yùn)動的物體聯(lián)系在一起的。對于任何一個參照系和坐標(biāo)系,都只有屬于這個參照系和坐標(biāo)系的空間和時間。對于一切慣性系,運(yùn)用該參照系的空間和時間所表達(dá)的物理規(guī)律,它們的形式都是相同的,這就是相對性原理,嚴(yán)格地說是狹義的相對性原理。在這篇文章中,愛因斯坦沒有討論將光速不變作為基本原理的根據(jù),他提出光速不變是一個大膽的假設(shè),是從電磁理論和相對性原理的要求而提出來的。這篇文章是愛因斯坦多年來思考以太與電動力學(xué)問題的結(jié)果,他從同時的相對性這一點(diǎn)作為突破口,建立了全新的時間和空間理論,并在新的時空理論基礎(chǔ)上給動體的電動力學(xué)以完整的形式,以太不再是必要的,以太漂流是不存在的。
一般來說,大眾會通過信號來確認(rèn)相對性。為了得知異地事件的同時性就得知道信號的傳遞速度,但必須測出兩地的空間距離以及信號傳遞所需的時間,空間距離的測量很簡單,麻煩在于測量時間,我們必須假定兩地各有一只已經(jīng)對好了的鐘,從兩個鐘的讀數(shù)可以知道信號傳播的時間。但要知道異地的鐘是否對好,就還需要一種信號。如果按照先前的思路,它又需要一種新信號,這樣無窮后退,異地的同時性實際上無法確認(rèn)。不過有一點(diǎn)是明確的,同時性必與一種信號相聯(lián)系,否則我們說這兩件事同時發(fā)生是無意義的。
光信號可能是用來對時鐘最合適的信號,但光速非無限大,這樣就產(chǎn)生一個新奇的結(jié)論,對于靜止的觀察者同時的兩件事,對于運(yùn)動的觀察者就不是同時的。我們設(shè)想一個高速運(yùn)行的列車,它的速度接近光速。列車通過站臺時,甲站在站臺上,有兩道閃電在甲眼前閃過,一道在火車前端,一道在后端,并在火車兩端及平臺的相應(yīng)部位留下痕跡,通過測量,甲與列車兩端的間距相等,得出的結(jié)論是,甲是同時看到兩道閃電的。因此對甲來說,收到的兩個光信號在同一時間間隔內(nèi)傳播同樣的距離,并同時到達(dá)他所在位置,這兩起事件必然在同一時間發(fā)生,它們是同時的。但對于在列車內(nèi)部正中央的乙,情況則不同,因為乙與高速運(yùn)行的列車一同運(yùn)動,因此他會先截取向著他傳播的前端信號,然后收到從后端傳來的光信號。對乙來說,這兩起事件是不同時的。也就是說,同時性不是絕對的,而取決于觀察者的運(yùn)動狀態(tài)。這一結(jié)論否定了牛頓力學(xué)中引以為基礎(chǔ)的絕對時間和絕對空間框架。
相對論認(rèn)為,光速在所有慣性參考系中不變,它是物體運(yùn)動的最大速度。由于相對論效應(yīng),運(yùn)動物體的長度會變短,運(yùn)動物體的時間膨脹。但由于日常生活中所遇到的問題,運(yùn)動速度都是很低的(與光速相比),看不出相對論效應(yīng)。
愛因斯坦在時空觀的徹底變革的基礎(chǔ)上建立了相對論力學(xué),指出質(zhì)量隨著速度的增加而增加,當(dāng)速度接近光速時,質(zhì)量趨于無窮大。他并且給出了著名的質(zhì)能關(guān)系式:E=mc^2,質(zhì)能關(guān)系式對后來發(fā)展的原子能事業(yè)起到了指導(dǎo)作用。
廣義相對論
1905年,愛因斯坦發(fā)表了關(guān)于狹義相對論的第一篇文章后(即《論動體的電動力學(xué)》),并沒有立即引起很大的反響。但是德國物理學(xué)家普朗克注意到了他的文章,認(rèn)為愛因斯坦的工作可以與哥白尼相媲美,正是由于普朗克的推動,相對論很快成為人們研究和討論的課題,愛因斯坦也受到了學(xué)術(shù)界的注意。
1907年,愛因斯坦聽從友人的建議,提交了那篇著名的論文申請聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)的編外講師職位,但得到的答復(fù)是論文無法理解。雖然在德國物理學(xué)界愛因斯坦已經(jīng)很有名氣,但在瑞士,他卻得不到一個大學(xué)的教職,許多有名望的人開始為他鳴不平,1908年,愛因斯坦終于得到了編外講師的職位,并在第二年當(dāng)上了副教授。1912年,愛因斯坦當(dāng)上了教授,1913年,應(yīng)普朗克之邀擔(dān)任新成立的威廉皇帝物理研究所所長和柏林大學(xué)教授。
1907年,愛因斯坦撰寫了關(guān)于狹義相對論的長篇文章《關(guān)于相對性原理和由此得出的結(jié)論》,在這篇文章中愛因斯坦第一次提到了等效原理,此后,愛因斯坦關(guān)于等效原理的思想又不斷發(fā)展。他以慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量成正比的自然規(guī)律作為等效原理的根據(jù),提出在無限小的體積中均勻的引力場完全可以代替加速運(yùn)動的參照系。愛因斯坦并且提出了封閉箱的說法:在一封閉箱中的觀察者,不管用什么方法也無法確定他究竟是靜止于一個引力場中,還是處在沒有引力場卻在作加速運(yùn)動的空間中,這是解釋等效原理最常用的說法,而慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量相等是等效原理一個自然的推論。
1915年11月,愛因斯坦先后向普魯士科學(xué)院提交了四篇論文,在這四篇論文中,他提出了新的看法,證明了水星近日點(diǎn)的進(jìn)動,并給出了正確的引力場方程。至此,廣義相對論的基本問題都解決了,廣義相對論誕生了。
1916年,愛因斯坦完成了長篇論文《廣義相對論的基礎(chǔ)》,在這篇文章中,愛因斯坦首先將以前適用于慣性系的相對論稱為狹義相對論,將只對于慣性系物理規(guī)律同樣成立的原理稱為狹義相對性原理,并進(jìn)一步表述了廣義相對性原理:物理學(xué)的定律必須對于無論哪種方式運(yùn)動著的參照系都成立。
相對論的意義:狹義相對論和廣義相對論建立以來,已經(jīng)過去了很長時間,它經(jīng)受住了實踐和歷史的考驗,是人們普遍承認(rèn)的真理。相對論對于現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展和現(xiàn)代人類思想的發(fā)展都有巨大的影響。相對論從邏輯思想上統(tǒng)一了經(jīng)典物理學(xué),使經(jīng)典物理學(xué)成為一個完美的科學(xué)體系。狹義相對論在狹義相對性原理的基礎(chǔ)上統(tǒng)一了牛頓力學(xué)和麥克斯韋電動力學(xué)兩個體系,指出它們都服從狹義相對性原理,都是對洛倫茲變換協(xié)變的,牛頓力學(xué)只不過是物體在低速運(yùn)動下很好的近似規(guī)律。廣義相對論又在廣義協(xié)變的基礎(chǔ)上,通過等效原理,建立了局域慣性長與普遍參照系數(shù)之間的關(guān)系,得到了所有物理規(guī)律的廣義協(xié)變形式,并建立了廣義協(xié)變的引力理論,而牛頓引力理論只是它的一級近似。這就從根本上解決了以前物理學(xué)只限于慣性系的問題,從邏輯上得到了合理的安排。相對論嚴(yán)格地考察了時間、空間、物質(zhì)和運(yùn)動這些物理學(xué)的基本概念,給出了科學(xué)而系統(tǒng)的時空觀和物質(zhì)觀,從而使物理學(xué)在邏輯上成為完美的科學(xué)體系。
狹義相對論給出了物體在高速運(yùn)動下的運(yùn)動規(guī)律,并提示了質(zhì)量與能量相當(dāng),給出了質(zhì)能關(guān)系式。這兩項成果對低速運(yùn)動的宏觀物體并不明顯,但在研究微觀粒子時卻顯示了極端的重要性。因為微觀粒子的運(yùn)動速度一般都比較快,有的接近甚至達(dá)到光速,所以粒子的物理學(xué)離不開相對論。質(zhì)能關(guān)系式不僅為量子理論的建立和發(fā)展創(chuàng)造了必要的條件,而且為原子核物理學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用提供了根據(jù)。
對于愛因斯坦引入的這些全新的概念,當(dāng)時地球上大部分物理學(xué)家,其中包括相對論變換關(guān)系的奠基人洛侖茲,都覺得難以接受。甚至有人說“當(dāng)時全世界只有兩個半人懂相對論”。舊的思想方法的障礙,使這一新的物理理論直到一代人之后才為廣大物理學(xué)家所熟悉,就連瑞典皇家科學(xué)院,1922年把諾貝爾物理學(xué)獎授予愛因斯坦時,也只是說“由于他對理論物理學(xué)的貢獻(xiàn),更由于他發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)的定律。”對愛因斯坦的諾貝爾物理學(xué)獎頒獎辭中竟然對于愛因斯坦的相對論只字未提。(注:相對論沒有獲諾貝爾獎,一個重要原因就是還缺乏大量事實驗證。)
光電效應(yīng)
1905年,愛因斯坦提出光子假設(shè),成功解釋了光電效應(yīng),因此獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎。??
光照射到金屬上,引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化。這類光變至電的現(xiàn)象被人們統(tǒng)稱為光電效應(yīng)(Photoelectric effect)。
光電效應(yīng)分為光電子發(fā)射、光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)。前一種現(xiàn)象發(fā)生在物體表面,又稱外光電效應(yīng)。后兩種現(xiàn)象發(fā)生在物體內(nèi)部,稱為內(nèi)光電效應(yīng)。
赫茲于1887年發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng),愛因斯坦第一個成功的解釋了光電效應(yīng)(金屬表面在光輻照作用下發(fā)射電子的效應(yīng),發(fā)射出來的電子叫做光電子)。光波長小于某一臨界值時方能發(fā)射電子,即極限波長,對應(yīng)的光的頻率叫做極限頻率。臨界值取決于金屬材料,而發(fā)射電子的能量取決于光的波長而與光強(qiáng)度無關(guān),這一點(diǎn)無法用光的波動性解釋。還有一點(diǎn)與光的波動性相矛盾,即光電效應(yīng)的瞬時性,按波動性理論,如果入射光較弱,照射的時間要長一些,金屬中的電子才能積累住足夠的能量,飛出金屬表面??墒聦嵤?,只要光的頻率高于金屬的極限頻率,光的亮度無論強(qiáng)弱,光子的產(chǎn)生都幾乎是瞬時的,不超過十的負(fù)九次方秒。正確的解釋是光必定是由與波長有關(guān)的嚴(yán)格規(guī)定的能量單位(即光子或光量子)所組成。
光電效應(yīng)里,電子的射出方向不是完全定向的,只是大部分都垂直于金屬表面射出,與光照方向無關(guān),光是電磁波,但是光是高頻震蕩的正交電磁場,振幅很小,不會對電子射出方向產(chǎn)生影響。
能量守恒定律
E=mc2,物質(zhì)不滅定律,說的是物質(zhì)的質(zhì)量不滅;能量守恒定律,說的是物質(zhì)的能量守恒。
雖然這兩條偉大的定律相繼被人們發(fā)現(xiàn)了,但是人們以為這是兩個風(fēng)馬牛不相關(guān)的定律,各自說明了不同的自然規(guī)律。甚至有人以為,物質(zhì)不滅定律是一條化學(xué)定律,能量守恒定律是一條物理定律,它們分屬于不同的科學(xué)范疇。
愛因斯坦認(rèn)為,物質(zhì)的質(zhì)量是慣性的量度,能量是運(yùn)動的量度;能量與質(zhì)量并不是彼此孤立的,而是互相聯(lián)系的,不可分割的。物體質(zhì)量的改變,會使能量發(fā)生相應(yīng)的改變;而物體能量的改變,也會使質(zhì)量發(fā)生相應(yīng)的改變。
在狹義相對論中,愛因斯坦提出了著名的質(zhì)能公式:E=mc^2(這里的E代表能量,m代表多少質(zhì)量,c代表光的速度,近似值為3×10^8m/s,這說明能量可以用減少質(zhì)量的方法創(chuàng)造)。
愛因斯坦的質(zhì)能關(guān)系公式,正確地解釋了各種原子核反應(yīng):就拿氦4(He4)來說,它的原子核是由2個質(zhì)子和2個中子組成的。照理,氦4原子核的質(zhì)量就等于2個質(zhì)子和2個中子質(zhì)量之和。實際上,這樣的算術(shù)并不成立,氦核的質(zhì)量比2個質(zhì)子、2個中子質(zhì)量之和少了0.0302u(原子質(zhì)量單位)!這是為什么呢?因為當(dāng)2個氘[dāo]核(每個氘核都含有1個質(zhì)子、1個中子)聚合成1個氦4原子核時,釋放出大量的原子能。生成1克氦4原子時,大約放出2.7×10^12焦耳的原子能。正因為這樣,氦4原子核的質(zhì)量減少了。
這個例子生動地說明:在2個氘原子核聚合成1個氦4原子核時,似乎質(zhì)量并不守恒,也就是氦4原子核的質(zhì)量并不等于2個氘核質(zhì)量之和。然而,用質(zhì)能關(guān)系公式計算,氦4原子核失去的質(zhì)量,恰巧等于因反應(yīng)時釋放出原子能而減少的質(zhì)量。
愛因斯坦從更新的高度,闡明了物質(zhì)不滅定律和能量守恒定律的實質(zhì),指出了兩條定律之間的密切關(guān)系,使人類對大自然的認(rèn)識又深了一步。
宇宙常數(shù)
愛因斯坦在提出相對論的時候,曾將宇宙常數(shù)(為了解釋物質(zhì)密度不為零的靜態(tài)宇宙的存在,他在引力場方程中引進(jìn)一個與度規(guī)張量成比例的項,用符號Λ表示。該比例常數(shù)很小,在銀河系尺度范圍可忽略不計。只在宇宙尺度下,Λ才可能有意義,所以叫作宇宙常數(shù)。即所謂的反引力的固定數(shù)值)代入他的方程。他認(rèn)為,有一種反引力,能與引力平衡,促使宇宙有限而靜態(tài)。當(dāng)哈勃將膨脹宇宙的天文觀測結(jié)果展示給愛因斯坦看時,愛因斯坦說:“這是我一生所犯下的最大錯誤?!?/p>
宇宙是膨脹著的。哈勃等認(rèn)為,反引力是不存在的,由于星系間的引力,促使膨脹速度越來越慢。星系間有一種扭旋的力,促使宇宙不斷膨脹,即暗能量。70億年前,它們“戰(zhàn)勝”了暗物質(zhì),成為宇宙的主宰。最新研究表明,按質(zhì)量成分(只算實質(zhì)量,不算虛物質(zhì))計算,暗物質(zhì)和暗能量約占宇宙96%??磥?,宇宙將不斷加速膨脹,直至解體死亡。(也有其他說法,爭議不休)。宇宙常數(shù)雖存在,但反引力的值遠(yuǎn)超過引力。林德饒有風(fēng)趣地說:“我終于明白,為什么他(愛因斯坦)這么喜歡這個理論,多年后依然研究宇宙常數(shù),宇宙常數(shù)依然是當(dāng)今物理學(xué)最大的疑問之一。”
量子場
愛因斯坦是量子場概念的開創(chuàng)者。
思想影響
1930年,愛因斯坦提出了愛因斯坦教育理念。
“每個孩子都有一種與生俱來的好奇心,但是卻很早就消逝了。”愛因斯坦早在1930年的談話中就發(fā)表了他自己對教育的看法。愛因斯坦并不是教育家,但他卻對教育具有非凡的洞察力和預(yù)見性。他說:“我沒有什么特殊的天賦,只是擁有無比強(qiáng)烈的好奇心罷了。”
“知識不是力量,探求知識的好奇才是力量”,愛因斯坦這種教育理念,得到德國教育界的認(rèn)可和推崇?!跋胂蟊戎R更重要,想象力概括著世界上的一切!”知識,是孩子通過自己對外界的認(rèn)識而產(chǎn)生好奇,進(jìn)一步發(fā)揮想象,并最終通過自己的理解得到答案,這也是自我學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。推崇德國愛因斯坦教育理念的教育者們也認(rèn)為,要培養(yǎng)孩子的好奇心,首先,要了解孩子自然的天性,以玩樂的教育形式,讓孩子在玩樂中認(rèn)識他們的世界。
愛因斯坦教育理念強(qiáng)調(diào),學(xué)習(xí),是一個快樂的過程。培養(yǎng)孩子們學(xué)習(xí)的興趣,注重學(xué)習(xí)的過程,能不斷地激發(fā)孩子求知的動力。因此,營造寬松、自由、和諧的學(xué)習(xí)環(huán)境,能增加孩子們的學(xué)習(xí)樂趣,從而激發(fā)他們思考問題的能力,太多太雜的學(xué)科和任務(wù),只會增加孩子們的負(fù)擔(dān),大大危害了獨(dú)立思考能力的發(fā)展,甚至讓他們對學(xué)習(xí)產(chǎn)生厭惡的心理。愛因斯坦曾提到,教育對孩子們來說,應(yīng)當(dāng)是一種寶貴的禮物,而不是一項艱苦的任務(wù)。學(xué)校的職責(zé),是把人培養(yǎng)成一個獨(dú)立思考獨(dú)立發(fā)展的個體,而非一個專家,專業(yè)知識,只能讓人成為一種有用的機(jī)器,而不能成為一個和諧發(fā)展的人。
歷史評價
總評:愛因斯坦是人類歷史上最具創(chuàng)造性才智的人物之一。他一生中開創(chuàng)了物理學(xué)的四個領(lǐng)域:狹義相對論、廣義相對論、宇宙學(xué)和統(tǒng)一場論。他是量子理論的主要創(chuàng)建者之一,在分子運(yùn)動論和量子統(tǒng)計理論等方面也做出了重大貢獻(xiàn)。愛因斯坦是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家、思想家。他的科學(xué)思想、哲學(xué)(科學(xué)哲學(xué)、社會哲學(xué)、人生哲學(xué))思想都是頗有見地、不同凡響的。愛因斯坦對現(xiàn)代物理學(xué)的貢獻(xiàn)無人可以匹敵,他在科學(xué)生涯中始終孜孜以求,探尋物理學(xué)領(lǐng)域的普遍的、恒定不變的規(guī)律。他的理論涵蓋自然界的一切基本問題,大到宇宙、小到次原子粒子。他修正了時間和空間、能量和物質(zhì)的傳統(tǒng)概念。他的相對論不僅沖擊了牛頓以來經(jīng)典物理學(xué)理論體系,改變了傳統(tǒng)的空間、時間觀念。愛因斯坦開創(chuàng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)新紀(jì)元,被公認(rèn)為是繼伽利略和牛頓之后最偉大的物理學(xué)家。
泰戈爾:愛因斯坦常常被稱為一個孤獨(dú)的人。數(shù)學(xué)想象的領(lǐng)域有助于把精神從紛繁的俗物中解脫出來,就這個意義而言,我認(rèn)為他確實是一個孤獨(dú)的人。他的哲學(xué)可以叫做一種超驗的唯物論,這種哲學(xué)達(dá)到了形而上學(xué)的前沿,那里可以完全割斷對自我世界的糾纏。對我來說,科學(xué)和藝術(shù)都是我們天性的表現(xiàn),它們高出我們的生物學(xué)需要之上而具有終極價值。
楊振寧:20世紀(jì)物理學(xué)的三大貢獻(xiàn)中,兩個半都是愛因斯坦的。
霍金:在過去的100年中,世界經(jīng)歷了前所未有的變化,其原因不在于政治,也不在于經(jīng)濟(jì),而在于科學(xué)技術(shù)——直接源于先進(jìn)的基礎(chǔ)科學(xué)研究的科學(xué)技術(shù)。沒有別的科學(xué)家能比愛因斯坦更代表這種科學(xué)的先進(jìn)性。
李醒民:愛因斯坦是矗立在我們面前的又一峰巔。他的思想像一座品類極全、品味極髙的共生礦山,其中蘊(yùn)藏著豐富的精神寶藏。盡管許多有識之士先后進(jìn)行了可貴的勘探和采掘,但是只要改換個新的視角探測,或在原處再深掘一些,往往會有意料不到的發(fā)現(xiàn)和收獲。要知道,愛因斯坦的思想財富似乎是取之不盡的。
方在慶:愛因斯坦是一位幾乎所有人都熟知但又并不深知的大科學(xué)家;作為科學(xué)家,愛因斯坦無疑是20世紀(jì)最有影響的人。
艾薩克森:他既為人和善又超然物外,既才華橫溢又有點(diǎn)摸不著頭腦。帶著一種心不在焉和冷嘲式的幽默感,愛因斯坦到處漂泊,四海為家。對于缺點(diǎn)和過錯,他表現(xiàn)得很誠實,有時(但并不總是)的確像他看起來那樣幼稚。他既掛心整個人類的命運(yùn),也關(guān)心具體的人。對宇宙真理和世界議題的專注使他顯得似乎不太關(guān)心眼前的事情。任何人,都不應(yīng)該為了國家而放棄個人自由。
軼事典故
學(xué)習(xí)成績
2020年10月8日,諾貝爾獎官方公布了愛因斯坦1896年就讀于瑞士阿勞市高中時的成績單。在當(dāng)時的評分標(biāo)準(zhǔn)中,6分為最高分,1分為最低分。成績單顯示,愛因斯坦在代數(shù)、幾何、投影幾何、物理、歷史這5科全部得6分,德語語言文學(xué)、意大利語語言文學(xué)、自然歷史、化學(xué)等科目得5分,地理、繪畫、工業(yè)繪圖也取得了4分,最差的是法語語言文學(xué),只有3分??傮w來說,愛因斯坦成績在高中時就非常突出,而且是文理俱佳。后來,他憑借優(yōu)異成績進(jìn)入瑞士頂級學(xué)府蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院。
成功秘訣
愛因斯坦常對人說:學(xué)習(xí)時間是個常數(shù),它的效率卻是個變數(shù),單獨(dú)追求學(xué)習(xí)時間是不明智的,最重要的是提高學(xué)習(xí)效率。他認(rèn)為必須通過文體活動,才能獲得充沛的精力,保持清醒的頭腦,愛因斯坦還根據(jù)自己的親身體會,總結(jié)出一個公式,即A=X+Y+Z。A代表成功,X代表正確的方法,Y代表努力工作,Z代表少說廢話。他把這個公式的內(nèi)容,概括成兩句話:工作和休息是走向成功之路的階梯,珍惜時間是有所建樹的重要條件。
偉大人物
愛因斯坦十分喜歡幽默大師卓別林的作品。他曾在信中贊美卓別林一定會成為一個偉大人物。而卓別林回信道:“我應(yīng)該更多地贊美你,世界上很少人能讀懂你的相對論,而你已經(jīng)成為了偉大人物?!?/p>
支持復(fù)國
1921年春天,猶太復(fù)國運(yùn)動領(lǐng)導(dǎo)人魏茨曼來到美國,主動邀請愛因斯坦同行,全力動員美國的猶太大老板掏腰包,資助耶路撒冷的希伯來大學(xué)和以色列的猶太復(fù)國主義運(yùn)動。為了配合老朋友的復(fù)國運(yùn)動,兩年后,愛因斯坦來到了他所向往的猶太復(fù)國主義運(yùn)動的要地特拉維夫城。在斯科普斯山,愛因斯坦用還比較吃力的希伯來語發(fā)表了重要演講,以表示對猶太復(fù)國主義運(yùn)動的大力支持。在愛因斯坦看來,“與阿拉伯人民建立正常的關(guān)系”無疑是“猶太復(fù)國運(yùn)動最重要的政治目標(biāo)”?。
拒選總統(tǒng)
1952年11月9日,愛因斯坦的老朋友以色列首任總統(tǒng)魏茨曼逝世。在此前一天,就有以色列駐美國大使向愛因斯坦轉(zhuǎn)達(dá)了以色列總理本·古里安的信,正式提請愛因斯坦為以色列共和國總統(tǒng)候選人。
愛因斯坦的確被同胞們的好意感動了,但他想得更多的是如何委婉地拒絕大使和以色列政府,又不使他們失望,不讓他們窘迫。不久,愛因斯坦在報上發(fā)表聲明,正式謝絕出任以色列總統(tǒng)。在愛因斯坦看來,“當(dāng)總統(tǒng)可不是一件容易的事。”同時,他還再次引用他自己的話:“方程對我更重要些,因為政治是為當(dāng)前,而方程卻是一種永恒的東西?!?/p>
談?wù)摻疱X
一天,電臺記者要求愛因斯坦發(fā)表講話,并答應(yīng)他每分鐘講話報酬一千美元。愛因斯坦則認(rèn)為他的話根本不值那么多錢。記者詢問愛因斯坦:“您是否不喜歡金錢?”愛因斯坦表示,基金會寄了一張面值為一千五百美元的支票,他很喜歡。但是,他把它當(dāng)成了書簽來用,后來連同那本書一起丟失了。
記者對此深表遺憾。但愛因斯坦卻說:“一點(diǎn)兒也不,依我看,每一份財產(chǎn)都是一個絆腳石。”
妙解“相對論”
有一次,群眾包圍了愛因斯坦的住宅,要他用“最簡單的話”解釋清楚他的“相對論”。在當(dāng)時,據(jù)說全世界只有幾個高明的科學(xué)家看得懂得他關(guān)于“相對論”的著作。
愛因斯坦走出住宅,對大家說:“比方這么說—你同你最親的人坐在火爐邊,一個鐘頭過去了,你覺得好像只過了五分鐘,反過來,你一個人孤孤單單地坐在熱氣逼人的火爐邊,只過了五分鐘,但你卻像坐了一個小時。這就是相對論。”
中國情緣
早在1919年,愛因斯坦的相對論就已經(jīng)傳播到中國,特別是通過1920年英國哲學(xué)家羅素來華講學(xué),給中國學(xué)術(shù)界留下了深刻的印象。
1922年冬天,他應(yīng)邀到日本講學(xué),往返途中,兩次經(jīng)過上海,一共停留了三天,親眼看到了處于苦難中的中國,并寄予深切的同情。他在旅行日記中記下“悲慘的圖象”和他的感慨。他認(rèn)為,這是地球上最貧困的民族,他們被殘酷地虐待著,他們所受的待遇比牛馬還不如?!?/p>
1938年6月,為了幫助中國的抗日戰(zhàn)爭,他還和羅斯??偨y(tǒng)的長子一同發(fā)起“援助中國委員會”,在美國2000個城鎮(zhèn)開展援華募捐活動。愛因斯坦是真正的世界公民,他的愛是沒有國界的,他對中國的感情沒有任何功利色彩,完全建立在人類的同情心和強(qiáng)烈的人道主義情懷之上。
人際關(guān)系
父母妹妹
關(guān)系 |
姓名 |
生日 |
---|---|---|
父親 |
Hermann Einstein(赫爾曼·愛因斯坦) |
1847年8月30日 |
母親 |
Pauline Koch(保玲·科赫) |
1858年2月8日 |
妹妹 |
瑪雅 |
1881年11月18日 |
妻子 |
米列娃·艾爾莎/米列娃·瑪麗克 |
未知 |
參考資料來源:??
妻子兒女
愛因斯坦與第一任妻子米列娃·瑪麗克有一個未婚私生女麗瑟爾·愛因斯坦(下落不明),不過在1903年到1919年愛因斯坦娶了米列娃,后來米列娃為愛因斯坦生了兩個兒子漢斯·愛因斯坦和愛德華·愛因斯坦。?
愛因斯坦的二兒子愛德華受米列娃家庭遺傳的影響患有精神分裂癥,一生未娶。??大兒子漢斯·愛因斯坦是美國伯克利加州大學(xué)的水利工程教授,他有四個孩子,大兒子伯恩哈德·凱撒·愛因斯坦是一名工程師,二兒子Klaus Martin Einstein(1932—1938年)、三兒子David Einstein(夭折),以及養(yǎng)女艾弗琳·愛因斯坦。??伯恩哈德·凱撒·愛因斯坦有五個孩子,其中最小的孩子托馬斯·愛因斯坦成為了一名醫(yī)生,保羅·愛因斯坦是小提琴家。?愛因斯坦孫子伯爾尼哈德·凱撒·愛因斯坦的書信記錄爺爺愛因斯坦最珍愛的物品是小提琴和煙斗。
愛因斯坦的第二任妻子米列娃·愛爾莎是他的表姐,也是他的堂姐,因為他們的母親是親姐妹,他們的曾祖父都是魯普特·愛因斯坦。??這個婚姻從1919年到1936年米列娃·愛爾莎逝世。
后世紀(jì)念
社會方面
1965年到1978年,美國郵局曾發(fā)行一套“著名美國人”系列郵票,其中包括愛因斯坦,面值8美分。
1990年《時代》雜志將愛因斯坦評選為20世紀(jì)風(fēng)云人物。
2005年是愛因斯坦奇跡年100周年,德國政府將愛因斯坦的政治名言“國家是為人而設(shè)立的,而人不是為國家而生存”刻在政府大樓上。?5月16日,德國柏林舉辦了“愛因斯坦——宇宙的工程師”展覽。?國際純粹和應(yīng)用物理聯(lián)合會將2005年定為國際物理年。7月16日,中國舉辦“愛因斯坦:宇宙大匠”圖片展。
2008年,愛因斯坦進(jìn)入美國新澤西州名人堂。
2010年5月31日,世界上最大規(guī)模的愛因斯坦展覽首次在北京舉辦。
美國首都華盛頓的美國國家科學(xué)院(National Academy of Sciences)西南角的憲法大道上有一座愛因斯坦的青銅雕像。
科學(xué)方面
1955年8月,在愛因斯坦去世四個月之后,第99號元素被命名為“锿”(Einsteinium),以紀(jì)念愛因斯坦的貢獻(xiàn)。
1973年3月5日發(fā)現(xiàn)的小行星2001被命名為愛因斯坦。
1978年11月13日X射線觀測衛(wèi)星HEAO-2發(fā)射升空;1979年3月14日,為紀(jì)念愛因斯坦100周年誕辰而將HEAO-2用他的名字命名。
宗教信仰
愛因斯坦在去世之前,把他在普林斯頓默謝雨街112號的房子留給跟他工作了幾十年的秘書杜卡斯小姐,并且強(qiáng)調(diào):“不許把這房子變成博物館?!彼幌M涯x雨街變成一個朝圣地。他一生不崇拜人格化的神,也不希望以后的人把他當(dāng)作神來崇拜?!渡系鄣拿运肌芬粫褪怯涗浰@種嘲笑了一個人格化神的想法的信仰。以下就是這書的摘要。
自從愛因斯坦逝世以后,越來越多的宗教辯護(hù)者出于可以理解的目的,試圖宣稱愛因斯坦是他們中的一員。但與愛因斯坦同時代的宗教徒卻不這樣看。1940年,愛因斯坦寫了一篇著名論文,為他的這一命題進(jìn)行辯護(hù),即“我不信仰一個人格化的神”。這個以及其他類似的聲明激起暴風(fēng)雨般憤怒的來信,它們都來自正統(tǒng)保守的宗教人士,許多人還含沙射影地提到愛因斯坦的猶太人血統(tǒng)。
之后一個服務(wù)于全球基督教聯(lián)盟的美國羅馬天主教律師寫信給愛因斯坦:
我們對你所做的聲明深感遺憾……你在聲明中嘲笑了一個人格化神的想法。在過去的10年間,令人意想不到的是,希特勒竟有某種理由將猶太人驅(qū)逐出德國;同樣令人意想不到的是,你竟會發(fā)表這樣的聲明。即使承認(rèn)你擁有言論自由的權(quán)利,但是,我仍然想說,你的聲明使你成為在美國制造沖突事端的最主要導(dǎo)火線之一。
美國堪薩斯城的羅馬天主教主教說:“令人悲哀的是,一個來自《舊約》及其教義所提到的那個種族的人,卻否認(rèn)那個種族的偉大傳統(tǒng)?!逼渌熘鹘躺衤毴藛T也紛紛附和:“除了一個人格化的神,決不存在其他任何神……愛因斯坦不知道自己正在談?wù)撌裁础Ke了。有些人覺得,因為自己在某個領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到很高的學(xué)術(shù)成就,所以,就有資格在所有的領(lǐng)域表達(dá)看法了。
愛因斯坦:“我信仰史賓諾莎,他以宇宙的秩序與和諧來示現(xiàn),而不是那個會干涉人類命運(yùn)和行為的上帝。”
愛因斯坦:“這種信仰在我12歲那年就突然中止了。出于讀了通俗的科學(xué)書籍,我很快就相信,《圣經(jīng)》里的故事有許多不可能是真實的。
免責(zé)聲明:本站詞條系由網(wǎng)友創(chuàng)建、編輯和維護(hù),內(nèi)容僅供參考。
以上內(nèi)容均為商業(yè)內(nèi)容展示,僅供參考,不具備專業(yè)問題解決服務(wù),
如果您需要解決具體問題(尤其在法律、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域),建議您咨詢相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)人士。
如您發(fā)現(xiàn)詞條內(nèi)容涉嫌侵權(quán),請通過 948026894@qq.com 與我們聯(lián)系進(jìn)行刪除處理!